RCGA-based PID control of unstable processes concerned with the constraints

PID control for unstable processes with time delay is not easy to apply because of unstability due to the poles existing on left-hand side in s-plane and the effect of time delay. In this paper, the authors consider the PID controller design technique in case of predefining overshoot or rising time by designer according to control environment. To deal with constraint problem like this, in this paper, the RCGA incorporating the penalty strategy is used. This is the method that if the RCGA violates given constraints, the defined penalty function is summed to the evaluation function depending on the severity and then the given constraint problem is converted to non-constraints optimization problem. The proposed method is applied to the unstable FOPTD(First Order Plus Time Delay) system and simulations are accomplished to illustrate the set-point tracking performance.

제약조건을 고려한 불안정 시스템의 RCGA 기반 PID 제어

시간지연을 갖는 불안정한 시스템의 PID 제어는 적용하기가 쉽지 않은데 이는 복소평면의 우반부에 존재하는 극점으로 인한 불안정성과 시간지연의 영향 때문이다. 본 연구에서는 설계자가 제어환경에 따라 오버슈트나 상승시간 등을 미리 정의한 경우의 PID 제어기 설계 기법에 대해 고려한다. 이와 같이 제약성을 갖는 최적화 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 벌점전략이 결합된 RCGA를 사용한다. 이는 제약조건을 위배하면 그 정도에 따라 벌점을 부가하도록 벌점함수를 정의하고, 평가함수에 합하여 비제약성 최적화 문제로 변환하는 방법이다. 제안하는 방법은 불안정 FOPTD 시스템에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 검토한다.